Během tváření dochází ke zpevnění materiálu
Při vyšších teplotách je však deformace doprovázena:
a) Zotavováním:
Při tváření materiálu ohřátého na určitou teplotu přecházejí atomy do míst rovnováhy ->odstranění největších poruch mřížky -> snížení zbylých napětí aniž by se změnily rozměry a tvar zrn
Průběh je závislý na teplotě a době ohřevu
b) Rekrystalizací:
Zvýšení teploty nad teplotu zotavení
Způsobuje vznik nových (nedeformovatelných) zrn na úkor zrn deformovatelných -> snížení pevnosti a zvýšení tažnosti
Krystaly rostou z nových jader, jež se tvoří na rozhraní zrn nebo růstem zrn zbylých
Je ukončena pohlcením všech deformovatelných krystalů a vznikem nových rovnoměrných krystalů -> Nad rekrystalizačními teplotami je tváření provázeno různými procesy a to deformací zrn (zpevnění) a jejich rekrystalizací
Perliticko-Ferlitické oceli:
Nastává okamžitě
Za teplot 700 až 900 °
Austenitické oceli
Nastává však dostatečně rychle až při teplotách okolo 1 200 °C
Vyžadují menší deformační rychlost než oceli Perliticko-Ferilitické
Teplota, při které tváření končí je je stejně důležitá jako ohřev k tváření
- Vysoké dohotovovací teploty - Hrubnutí zrna
- Nízké dohotovovací teploty - Zvýšení vnitřního pnutí ->porušení soudržnosti materiálu
- Někdy se tohoto využívá ke zvýšení meze pružnosti a průtažnosti
Tyto dva výše zmíněné pochody probíhají příslušnými rychlostmi, které odpovídají podmínkám deformace (teplota, rychlost deformace a stupeň deformace) a struktuře deformovatelného kovu
Tvářitelnost kovů (plastická deformace) se zlepšuje s rostoucí teplotou -> snižuje se přetvárný odpor a možnost vzniku trhlin
Zlepšení nastává pouze při optimální teplotě
Vliv prokování na mechanické vlastnosti
Ingoty určené pro kování mají mít stejnozrnnou strukturu
Se stoupajícím stupňem prokování se mění tvar a forma krystalů -> dochází k tvoření vláken
- Vláknitost způsobuje odlišné mechanické vlastnosti v různých směrech výkovků
- Mechanické hodnoty jsou vyšší ve směru vláken
Prokování má vliv na:
- Rozrušení lité struktury
- Zjemnění lité struktury
Přílišné prokování by mělo za následek překování -> poškození materiálu (pokud již byl materiál dostatečně proválcován)
Zařízení pro ohřev kovů k tváření
Ohřev vsázky pro:
a) Volné kování: Komorové pece
b) Zápustkové kování:
Průchozí pece
Karuselové pece
Pece s mechanickou nístějí
Někdy se k volnému kování užívá i průchozích pecí s mechanickým zakládáním materiálu, tzv. pecích narážecích
Pro ohřev materiálu v zápustkových kovárnách se užívá pecí: karuselových, talířových, komorových, strkacích, štěrbinových
1. Komorové kovářské komorové pece
Nejrozšířenější pece
Vytápění: Plyn i kapalná paliva
Délka nepřesahuje 3 m
Zpravidla pevná nístěj (u velkých je nístěj výjezdná - vozová -> snadná manipulace s ohřívanou vsázkou)
Dvoukomorové pece
1. komora: 800 až 1000 °C
2. komora: Dokončuje se v ní ohřev na konečnou teplotu
2. Narážecí kovářské pece
Charakter průchozích pecí
Dveřmi v zadní části se vkládá studený materiál strkacím zařízením, které je mimo pec
V peci se materiál posouvá po kluznicích (rovně nebo šikmo)
Materiál se vyjímá dveřmi na boku
Pracovní prostor se skládá z částí:
Předehřívací
Ohřívací
Vyrovnávací
3. Karuselové pece
Průchozí
Zakládací a vyjímací dveře jsou umístěny na vnější straně blízko sebe
Nístěj je otočná a má tvar mezikruží
Lze měnit rychlost průchodu -> regulace doby ohřevu
Pracovní prostor se skládá z částí:
Předehřívací
Ohřívací
Vyrovnávací
4. Talířové pece
Druh pecí karuselových
Mají i charakter pecí průběžných -> materiál se v nich posouvá
Teplota v celém prostoru je stejná a odpovídá ohřevu na kovářskou teplotu
Nístěj je otočná a má tvar plné desky
Pec má pouze jeden otvor (materiál se zakládá a vyjímá stejným otvorem)
5. Strkací pece
Patří mezi průchozí pece
Nejvhodnější na ohřev pro zápustkové kování ve větších sériích
Pevná nístěj s mechanickým průchodem materiálu
Strkací zařízení je umístěno mimo pracovní prostor klece
6. Komorové pece
Mnoho typů
Volba vhodné pece závisí na:
Použití
Umístění
Druhu sortimentu
Kovacím procesu
Mají ve výbavě měřící a registrační aparaturu
Nevýhody:
Ohřev a průchod materiálu není kontinuální
Nízká tepelná účinnost -> nevyužívá odpadního tepla spalin k přímému předehřívání materiálu
7. Štěrbinové pece
Pracovní prostor tvoří uzavřená komora, která má v čelní stěně podélnou štěrbinu
K ulehčení ručního přesunu materiálu bývá štěrbina někdy po délce zešikmena a zakládací stůl má sklon k jedné straně
Použití: Ohřívání konců tyčí, trubek, dělené tyčoviny - většinou u vodorovných kovacích lisů
Materiál se zakládá na stůl pece a do ohřívacího prostoru zasahuje pouze koncem
8. Indukční ohřev
Splňuje následující požadavky:
Dokonalé prohřátí materiálu
Přesné dodržení kovací teploty
Stejná doba ohřevu
Dodržení délky ohřevu
Tepelné ztráty jsou minimální
Ohřívací cívka je studená
Teplo je vyzařováno jen ohřátým předmětem
Indukční ohřev zmírňuje oduhličení a oxidaci materiálu
pro indukční ohřev se používají:
a) Axiální ohřívačky:
Nají cívky s podélným magnetickým polem, kde magnetické siločáry probíhají rovnoběžně s osou ohřívaného předmětu
b) Příčné ohřívačky:
Mají ohřívací cívky s příčným magnetickým polem, kde jsou magnetické siločáry hlavně v rovině kolmé k ose ohřívaného materiálu
Atmosféry ohřívacích pecí
Základní rozdělení:
a) Oxidační
Obsahuje přebytek vzduchu (volný kyslík)
Při ohřevu oceli dochází k oxidaci povrchu (propalu) ->doprovázeno oduhličením povrchových vrstev
Vliv na velikost propalu (tvorbu okují) má:
Teplota
Doba ohřevu
Druh ohřívané oceli
Atmosféra pece
b) Redukční
Obsahuje přebytek vzduchu
c) Neutrální
Neobsahuje volný kyslík a nespálené plyny
Doporučuje se ohřev v bez velkého přebytku vzduchu (aby ve spalinách nebyl volný kyslík) -> nevhodná používat kapalná paliva -> uvolňují se vodní páry
Snížením nebo odstraněním oxidace lze dosáhnout zlepšení ohřívacího procesu ->
- Zlepšení podmínek spalování
- Automatizace tepelného řádu pece
- Použitím rychloohřevu
Výše zmíněnými postupy lze snížit vliv oxidace o 30 - 50 %
Pro dokonalé spalování je nutné zajistit minimální přebytek vzduchu
Měření teploty v ohřívacích pecích
Teplota v peci je v kovárně nejdůležitější sledovaná veličina
Podle technologického významu, konstrukce a velikosti pece se teplota měří na různých místech
K měření se používá:
Elektrické odporové teploměry
Termoelektrické, radiační, fotoelektrické pyrometry
Všechny měřiče teploty lze připojit na elektrické ukazovací, zapisovací, regulační přístroje
Pro občasnou kontrolu postačuje přesný ruční optický pyrometr
Čidlo - pyrometr má být umístěn co nejblíže k materiálu, ale nesmí být v přímém styku s plameny
Kovací teploty
Pro správnou tvárnost je potřeba dodržení určité kovací teploty nebo intervalu teplot
Kove se většinou při nejvyšších kovací teplotách ->
Materiál se nejlépe tváří
Kovací časy jsou kratší
Při zápustkovém kování nejsou zápustky tolik opotřebovány
Čím vyšší teplota tím menší je deformační odpor -> menší opotřebování zápustek
Horní mez kovací teploty u ocelí je omezena teplotou tavení (leží zhruba 200 až 300 °C pod solidem)
Dolní mez přeměnou fáze g ve fázi a
Prodleva na vysokých teplotách nemá být příliš dlouhá, aby nedošlo ke zhrubnutí zrna
Je-li stupeň deformace dostatečný změní se struktura zrna během tváření -> často tento stav nenastane jsou nutné další tepelné operace
Kovací teploty musí být uzpůsobeny stupni deformace (hlavně teploty konečné, kdy je deformace již malá)
Při vysoké teplotě v oxidační atmosféře vzniká opal nebo místní spáleniny ->
Spálený materiál- nelze regenerovat
Opal - ztráta hmotnosti
Technologické zásady při ohřevu
Konečná ohřívací teplota záleží na složení materiálu
Uhlíkové oceli lze ohřívat rychleji
Rostoucí obsah přísad (i uhlíku) se snižuje tepelná vodivost
Při překročení dovolené rychlosti ohřevu dochází k velkým teplotním rozdílům v předkovku -> nebezpečné tepelné pnutí
- Důležité v první fázi ohřevu v teplotním intervalu 0 - 500 °C
- Dosáhne-li materiál 500 °C je již dostatečně plastický, aby se mohla rychlost ohřevu zvýšit
Zásady při kování
- Kovací teplota se řídí podle obsahu uhlíku a legujících prvků
- Čím nižší je obsah uhlíku, tím je ocel tvárnější a lépe kovatelná. Měkké nelegované konstrukční oceli do 0,2 % uhlíku jsou proto velmi dobře kovatelné.
- Nelegovaná ocel s obsahem uhlíku 0,3 % tvoří okuje (oxiduje), a proto musí být rychle zahřívána na počáteční kovací teplotu.
- Oceli s vyšším obsahem uhlíku, legované oceli se zahřívají pomalu a nepřetržitě do tmavočerveného žáru, aby se zabránilo velkému napětí. Potom se rychle (od 680 °C) zahřívají na teplotu kování (1 100 °C), aby se zabránilo tvoření okují, oduhličení a zhrubnutí zrna !
- Velikost a druh kladiva přizpůsobíme druhu práce a tvaru výrobku!
- Násady všech kladiv musí být pevně nasazeny, dobře zaklínovány, aby se kladivo během práce neuvolnilo!
- Kovářské kleště musí obrobek pevně držet - jinak může dojít k úrazům ! Volte tvar "čelistí" podle tvaru obrobku! zajišťovací kroužky nasuňte přes pružná ramena kleští -> ulehčí práci rukou.
- Nejprve koveme místo, které se nejrychleji ochlazuje! Nekovejte pod teplotou 800 °C (asi třešňově červený žár), ocel se stává křehkou a vznikají trhliny! Obrobek znovu ohřejte, ale nepřehřívejte.
Žádné komentáře:
Okomentovat